计算机组成与结构实验一《运算器组成》

一、实验目的与要求
一、实验目的
(1)熟悉TEC-8模型计算机的节拍脉冲T1\T2\T3
(2)熟悉TEC-8模型机双端口通用寄存器组的读写操作
(3)熟悉TEC-8模型机运算器的数据传送通路
(4)验证74181的加、减、与、或功能
(5)按给定的数据,完成几种指定的算术运算和逻辑运算
二、实验要求
(1)熟悉运算器的数据传输通路及其功能特性。
(2)做好实验预习,按要求预先填写实验步骤中各表格。
二、实验内容(包括题目、调试过程、调试结果与分析)
一、实验设备
(1)TEC-8实验系统
二、实验电路
(1)运算器组成实验电路框图

(2)运算器控制信号和数据信号
运算功能 数据来源选择 运算结果处理 数据指示灯
M S3-S0 RD1-0 RS1-0 CIN SBUS LDC LDZ DRW ABUS D7-D0 A7-A0 B7-B0
1-逻辑运算
0-算术运算 算术加/减
逻辑与/或 选择送往A端口的寄存器 选择送往B端口的寄存器 低进位输入 开关数据送往DBUS 保存C标志 保存Z标志 在T3上升沿写入RD1-RD0指定寄存器 ALU运算结果送往DBUS 数据总线DBUS上的数据 ALU A端口数据 ALU B端口数据
备注:对于M、S3-0等控制信号,实验箱上直接提供了指示灯。
对于RD1-0和RS1-0这4个信号,在微程序控制器控制方式下会在SEL3-0指示灯上显示。

(3)操作模式

操作模式
DP SWC SWB SWA 实验功能
1 0 0 0 启动程序运行
1 0 0 1 写存储器
1 0 1 0 读存储器
1 0 1 1 读寄存器
1 1 0 0 写寄存器
1 1 0 1 运算器组成实验
1 1 1 0 双端口存储器实验
1 1 1 1 数据通路实验
三、实验任务
(1)熟悉写运算器内部寄存器的控制信号和让运算器内部的ALU做加、减、与、或运算时的控制信号
(2)理解微程序控制器方式下,验证运算器对下述6组数据进行加、减、与、或运算。
①A=0F0H,B=10H ②A=0FFH,B=0AAH
③A=10H,B=0F0H ④A=55H,B=0AAH
⑤A=03H,B=05H ⑥A=0C5H,B=61H
⑦A=0AH,B=0AH

四、实验步骤(参见教材第十章相应实验)
A. 微程序控制器方式
(1)将控制器转换开关拨到下方微程序位置,将编程开关设置为正常位置,将开关DP拨到向上位置。打开电源。
(2)理解运算器执行加、减、与、或运算的控制信号
在微程序控制器方式下,计算机的操作依次为:复位 -> 通过数据开关设置R0 -> 通过数据开关设置R1→ R0 + R1→ R0 – R1→ R0 and R1→ R0 or R1,请分析每个运算器控制信号的作用。(操作模式设为1101)

a) 按下CLR复位键,注意此时uA5-uA0全灭,再按QD键。

b) 请预先填写下列表格内容,在实验箱上验证所写信号是否正确。如果不一致,请分析原因。按QD结束每个操作。(表中需写出每个操作步骤相关控制信号的0/1取值,并解释该步骤所执行的操作、实验现象,只需写出并解释与相应操作相关的控制信号和数据信号)

微程序控制方式下运算器实验操作序列控制信号(操作模式设为1101)
步骤1 uA5-uA0 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS DRW ABUS RD1-0 RS1-0
开关拨数设置R0 0BH 0 0000 0 0 0 1 1 0 00 01
实验操作及现象解释:指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为F0即11110000, 按一次 QD 按钮。

步骤2 uA5-uA0 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS DRW ABUS RD1-0 RS1-0
开关拨数设置R1 15H 0 0000 0 0 0 1 1 0 01 10
实验操作及现象解释:指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为10即00010000, 按一次 QD 按钮。

步骤3 uA5-uA0 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS DRW ABUS RD1-0 RS1-0
R0+R1 16H 0 1001 1 1 1 0 0 1 00 01
实验操作及现象解释:指示灯 µA5-µA0 显示 16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0:11110000,指示灯 B7-B0 显示加数R1:00010000,D7-D0指示灯显示运算结果00000000。按一次QD按钮。

步骤4 uA5-uA0 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS DRW ABUS RD1-0 RS1-0
R0-R1 17H 0 0110 0 1 0 0 0 1 00 01
实验操作及现象解释:指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z为1。指示灯 D7-D0显示运算结果RO-R1:11100000。按一次QD按钮。因为加法运算产生了进位所以C为1.

步骤5 uA5-uA0 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS DRW ABUS RD1-0 RS1-0
R0ANDR1 18H 1 1011 0 0 1 0 0 1 00 01
实验操作及现象解释:指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为1和0。D7-D0 显示运算结果 R0andR1:00010000。按一次QD按钮。因为减法运算产生了进位所以C为1.

步骤6 uA5-uA0 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS DRW ABUS RD1-0 RS1-0
R0ORR1 19H 1 1110 0 0 1 0 0 1 11 11
实验操作及现象解释:µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯C和Z分别为1和0.显示运算结果 R0 OR R1:11110000。按一次QD按钮。因为与运算结果为0所以Z为0.

(3)验证运算器的加、减、与、或运算功能
请预先填好下列表格,并在实验箱上验证所写的数据结果、C、Z标志输出是否正确,分析每个运算的运算结果、C、Z标志位。
微程序控制方式下运算器实验结果数据(操作模式设为1101)
A口 B口 加 减 与 或
数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z
0F0H 10H 00H 1 1 0E0H 1 0 10H 1 0 0F0H 1 0
实验操作及现象解释:
①指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为F0H即11110000, 按一次 QD 按钮。
②指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为10H即00010000, 按一次 QD 按钮。
③指示灯 µA5-µA0 显示16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0=F0H:11110000,指示灯 B7-B0 显示加数R1=10H:00010000,D7-D0指示灯加法显示运算结果R0+R1=00H:00000000。按一次QD按钮。
④指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z为1。因为加法运算产生了进位所以C为1。指示灯 D7-D0显示减法运算结果RO-R1=0E0H:11100000。按一次QD按钮。
⑤指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为1和0。因为减法运算产生了进位所以C为1。D7-D0 显示运算结果 R0andR1=10H:00010000。按一次QD按钮。
⑥µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯Z为0.因为与运算结果为0所以Z为0。显示运算结果 R0 OR R1=0F0H:11110000。按一次QD按钮。
⑦µA5~µA0 显示00H。这时指示灯Z显示或运算得到的结果为 0 信号。因为或运算结果为0所以Z为0。

A口 B口 加 减 与 或
数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z
0FFH 0AAH 0A9H 1 0 55H 1 0 0AAH 1 0 0FFH 1 0
实验操作及现象解释:
①指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为0FFH即11111111, 按一次 QD 按钮。
②指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为0AAH即10101010, 按一次 QD 按钮。
③指示灯 µA5-µA0 显示16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0=0FFH:11111111,指示灯 B7-B0 显示加数R1=0AAH:10101010,D7-D0指示灯显示加法运算结果R0+R1=0A9H:10101001。按一次QD按钮。
④指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z分别为1和0。因为加法运算产生了进位所以C为1。指示灯 D7-D0减法显示运算结果RO-R1=55H:01010101。按一次QD按钮。
⑤指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为1和0。因为减法运算产生了进位所以C为1。D7-D0 显示运算结果 R0andR1=0AAH:10101010。按一次QD按钮。
⑥µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯Z为0.因为与运算结果为0所以Z为0。显示运算结果 R0 OR R1=0FFH:11111111。按一次QD按钮。
⑦µA5~µA0 显示00H。这时指示灯Z显示或运算得到的结果为 0 信号。因为或运算结果为0所以Z为0。

A口 B口 加 减 与 或
数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z
10H 0F0H 00H 1 1 020H 0 0 010H 0 0 0F0H 0 0
实验操作及现象解释:
①指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为10H即00010000, 按一次 QD 按钮。
②指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为0F0H即11110000, 按一次 QD 按钮。
③指示灯 µA5-µA0 显示16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0=10H:00010000,指示灯 B7-B0 显示加数R1=F0H:11110000,D7-D0指示灯显示加法运算结果R0+R1=00H:00000000。按一次QD按钮。
④指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z分别为1和1。因为加法运算产生了进位所以C为1。指示灯 D7-D0减法显示运算结果RO-R1=20H:00100000。按一次QD按钮。
⑤指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为0和0。D7-D0 显示运算结果 R0andR1=010H:00010000。按一次QD按钮。
⑥µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯Z为0.因为与运算结果为0所以Z为0。显示运算结果 R0 OR R1=0F0H:11110000。按一次QD按钮。
⑦µA5~µA0 显示00H。这时指示灯Z显示或运算得到的结果为 0 信号。因为或运算结果为0所以Z为0。

A口 B口 加 减 与 或
数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z
55H 0AAH 0FFH 1 1 0ABH 0 0 00H 0 1 0FFH 0 0
实验操作及现象解释:
①指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为55H即01010101, 按一次 QD 按钮。
②指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为0AAH即10101010, 按一次 QD 按钮。
③指示灯 µA5-µA0 显示16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0=55H:01010101,指示灯 B7-B0 显示加数R1=0AAH:10101010,D7-D0指示灯显示加法运算结果R0+R10FFH:11111111。按一次QD按钮。
④指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z分别为0和0。因为加法运算未产生进位所以C为0。指示灯 D7-D0减法显示运算结果RO-R1=0ABH:10101011。按一次QD按钮。
⑤指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为0和0。因为减法运算未产生进位所以C为0。D7-D0 显示运算结果 R0andR1=00H:00000000。按一次QD按钮。
⑥µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯Z为1.因为与运算结果为1所以Z为1。显示运算结果 R0 OR R1=0FFH:11111111。按一次QD按钮。
⑦µA5~µA0 显示00H。这时指示灯Z显示或运算得到的结果为 0 信号。因为或运算结果为0所以Z为0。

A口 B口 加 减 与 或
数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z
03H 05H 08H 0 0 0FEH 0 0 01H 0 0 07H 0 0
实验操作及现象解释:
①指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为03H即00000011, 按一次 QD 按钮。
②指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为05H即00000101, 按一次 QD 按钮。
③指示灯 µA5-µA0 显示16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0=03H:00000011,指示灯 B7-B0 显示加数R1=05H:00000101,D7-D0指示灯显示加法运算结果R0+R1=08H:00001000。按一次QD按钮。
④指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z分别为0和0。因为加法运算未产生进位所以C为0。指示灯 D7-D0减法显示运算结果RO-R1=0FEH:11111110。按一次QD按钮。
⑤指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为0和0。因为减法运算未产生进位所以C为0。D7-D0 显示运算结果 R0andR1=01H:00000001。按一次QD按钮。
⑥µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯Z为0.因为与运算结果为0所以Z为0。显示运算结果 R0 OR R1=07H:00000111。按一次QD按钮。
⑦µA5~µA0 显示00H。这时指示灯Z显示或运算得到的结果为 0 信号。因为或运算结果为0所以Z为0。

A口 B口 加 减 与 或
数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z
0C5H 61H 26H 1 0 64H 1 0 41H 1 0 0E5H 1 0
实验操作及现象解释:
①指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为0C5H即11000101, 按一次 QD 按钮。
②指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为61H即01100001, 按一次 QD 按钮。
③指示灯 µA5-µA0 显示16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0=0C5H:11000101,指示灯 B7-B0 显示加数R1=61H:01100001,D7-D0指示灯显示加法运算结果R0+R1=26H:00100110。按一次QD按钮。
④指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z分别为1和0。因为加法运算产生进位所以C为1。指示灯 D7-D0减法显示运算结果RO-R1=64H:01100100。按一次QD按钮。
⑤指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为1和0。因为减法运算产生进位所以C为1。D7-D0 显示运算结果 R0andR1=41H:01000001。按一次QD按钮。
⑥µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯Z为0.因为与运算结果为0所以Z为0。显示运算结果 R0 OR R1=0E5H:11100101。按一次QD按钮。
⑦µA5~µA0 显示00H。这时指示灯Z显示或运算得到的结果为 0 信号。因为或运算结果为0所以Z为0。

A口 B口 加 减 与 或
数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z 数据结果 C Z
0AH 0AH 14H 0 0 00H 1 1 0AH 1 0 0AH 1 0
实验操作及现象解释:
①指示灯 µA5-µA0 显示0BH。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R0为0AH即00001010, 按一次 QD 按钮。
②指示灯 µA5-µA0 显示15H。在数据开关 SD7-SD0 上设置数R1为0AH即00001010, 按一次 QD 按钮。
③指示灯 µA5-µA0 显示16H。指示灯 A7-A0 显示被加数R0=0AH:00001010,指示灯 B7-B0 显示加数R1=0AH:00001010,D7-D0指示灯显示加法运算结果R0+R1=14H:00010100。按一次QD按钮。
④指示灯 µA5-µA0 显示17H。这时显示加法运算得到的指示灯C和Z分别为0和0。因为加法运算未产生进位所以C为0。指示灯 D7-D0减法显示运算结果RO-R1=00H:00000000。按一次QD按钮。
⑤指示灯 µA5-µA0 显示18H。这时显示减法运算得到的指示灯C和Z分别为1和1。因为减法运算产生进位所以C为1。D7-D0 显示运算结果 R0andR1=0AH:00001010。按一次QD按钮。
⑥µA5-µA0显示19H。这时显示与运算得到的指示灯Z为0.因为与运算结果为0所以Z为0。显示运算结果 R0 OR R1=0AH:00001010。按一次QD按钮。
⑦µA5~µA0 显示00H。这时指示灯Z显示或运算得到的结果为 0 信号。因为或运算结果为0所以Z为0。
B. 独立方式
(1)先将电平控制开关K15-K0与运算器的各控制信号连接好。
将控制器转换开关拨到中间独立方式位置,将编程开关设置为正常位置,将开关DP拨到向上位置,打开电源。

(2)用开关SD7-SD0向通用寄存组R0-R3设置数据,并通过读到数据总线上验证数据设置是否正确。
(3)请预先填好下列表格,并在实验箱上验证所写信息是否正确,分析每个操作中有关控制信号所起的作用以及控制效果。
独立方式下写运算器寄存器(操作模式设为1100)
(先用导线按下表中开关和控制信号的对应关系连接起来)
操作 SBUS DRW RD1-RD0 RS1-RS0 数据开关状态 DBUS指示灯 数据A指示灯 数据B指示灯
K6 K4 K3-K2 K1-K0
开关拨数送R0 1 1 00 00 1 R0 R0 R0
开关拨数送R1 1 1 01 01 1 R1 R1 R1
开关拨数送R2 1 1 10 10 1 R2 R2 R2
开关拨数送R3 1 1 11 11 1 R3 R3 R3
实验操作及现象解释:
①置K6(SBUS)=1,K4(DRW)=1,K3(RD1)=0,K2(RD0)=0,SD7-SD0=F0H即11110000。在DBUS指示灯上看到DBUS=F0H即11110000。按QD按钮,将F0H写入R0。
②置K6(SBUS)=1,K4(DRW)=1,K3(RD1)=0,K2(RD0)=1,SD7-SD0=10H即00010000。在DBUS指示灯上看到DBUS=F0H即00010000。按QD按钮,将10H写入R1。
③置K6(SBUS)=1,K4(DRW)=1,K3(RD1)=1,K2(RD0)=0,SD7-SD0=FFH即11111111。在DBUS指示灯上看到DBUS=F0H即11111111。按QD按钮,将FFH写入R2。
④置K6(SBUS)=1,K4(DRW)=1,K3(RD1)=1,K2(RD0)=1,SD7-SD0=AAH即10101010。在DBUS指示灯上看到DBUS=F0H即10101010。按QD按钮,将0AAH写入R3。
①置K3(RD1)=0,K2(RD0)=0,置K1(RS1)=0,K0(RS0)=0,在A7-A0上将观察到F0H,在B7-B0上将观察到F0H。
②置K3(RD1)=0,K2(RD0)=1,置K1(RS1)=0,K0(RS0)=1,在A7-A0上将观察到10H,在B7-B0上将观察到10H。
③置K3(RD1)=1,K2(RD0)=0,置K1(RS1)=1,K0(RS0)=0,在A7-A0上将观察到FFH,在B7-B0上将观察到FFH。
④置K3(RD1)=1,K2(RD0)=1,置K1(RS1)=1,K0(RS0)=1,在A7-A0上将观察到AAH,在B7-B0上将观察到AAH。
注意:直接通过开关更改RD1-RD0 / RS1-RS0的取值,在数据灯A7-A0 / B7-B0上可查看对应寄存器内容。

(4)验证74181的正逻辑加、减、与、或运算功能。
请预先填好下列表格,在实验箱上验证所写信息是否正确,并分析每个操作中有关控制信号所起的作用以及控制效果。
独立方式下运算器实验(控制方式设为1101)
操作 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS ABUS DRW RD1-RD0 RS1-RS0 DBUS指示灯 数据A指示灯 数据B指示灯
K14 K13-K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3-K2 K1-K0
设置R1 0 0000 0 0 0 1 0 1 00 01 R1 R1
设置R2 0 0000 0 0 0 1 0 1 01 00 R2 R2 R1
R1+R2 0 1001 1 1 1 0 1 0 00 01 R1+R2 R1 R2
实验现象解释(相加的两个数自行设置,但要求产生溢出):
设置R1为F0H,R2为10H,S3-S0设置为1001是因为运算功能选择为算术加。将两数相加后产生溢出。相加结果显示DBUS指示灯为00000000,是因为F0H+10H产生进位,结果溢出,所以DBUS指示灯为00000000。

操作 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS ABUS DRW RD1-RD0 RS1-RS0 DBUS指示灯 数据A指示灯 数据B指示灯
K14 K13-K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3-K2 K1-K0
设置R1 0 0000 0 0 0 1 0 1 00 01 R1 R1
设置R2 0 0000 0 0 0 1 0 1 01 00 R2 R2 R1
R1-R2 0 0110 0 1 1 0 1 0 00 01 R1-R2 R1 R2
实验现象解释(相减的两个数自行设置,但要求C标志为0):
设置R1为03H,R2为05H,S3-S0设置为0110是因为运算功能选择为算术减。两数相减后产生进位C标志位为0。C标志在下一步看到

操作 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS ABUS DRW RD1-RD0 RS1-RS0 DBUS指示灯 数据A指示灯 数据B指示灯
K14 K13-K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3-K2 K1-K0
设置R1 0 0000 0 0 0 1 0 1 00 01 R1 R1
设置R2 0 0000 0 0 0 1 0 1 01 00 R2 R2 R1
R1 and R2 1 1011 0 0 1 0 1 0 00 01 R1 and R2 R1 R2
实验现象解释:设置R1为F0H,R2为10H,S3-S0设置为1011是因为运算功能设置为逻辑与。两数逻辑与运算结果为10H。

操作 M S3-S0 CIN LDC LDZ SBUS ABUS DRW RD1-RD0 RS1-RS0 DBUS指示灯 数据A指示灯 数据B指示灯
K14 K13-K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3-K2 K1-K0
设置R1 0 0000 0 0 0 1 0 1 00 01 R1 R1
设置R2 0 0000 0 0 0 1 0 1 01 00 R2 R2 R1
R1 xor R2 1 0110 0 0 1 0 1 0 00 01 R1 xor R2 R1 R2
实验现象解释(相异或的两个数自行设置,但要求能用于将某一位取反):

五、思考题
(1)ALU有记忆功能吗?理由是什么?
答:ALU没有极易保持功能,其运算结果需要具有记忆功能的器件进行保存。在运算器中有若干临时存放运算结果的不见,称为寄存器,用于存放ALU运算的结果。
(2)在利用ALU做算术或逻辑运算时,为什么ALU的A端口和B端口的数据确定后,在数据总线DBUS上能够直接看到,而标志C/Z的值要在下一步才能看到?
答:运算器 ALU 由 2 片 74LS181 算术逻辑器件构成。运算器 ALU 的输出 发送到数据总线 DBUS 上,进位信号 C、标志位为零 Z,分别保存在寄存器 74LS74 中,另外 C、Z 还配置了两个二极管作为运算器进位与标志的状态。运算器参与 运算的数据分别来自于双端口寄存器的 A、B 两个端口。74LS181 构成的 8 位运 算器的运算类型由选择端口 S3-S0 选择完成,按一次 QD 才显示 C,Z。
(3)运算器相关的控制信号共有15个,这些控制信号各起什么作用?在每个操作步骤中,是否所有控制信号均会被使用到?请举例说明之。
答:相关控制信号归纳如下:
M、S3、S2、S1、S0:控制74181的算计逻辑运算类型。
CIN:低位74181的进位输入。
RD1-0:选择送往ALU的A端口的寄存器。
RS1-0:选择送往ALU的B端口的寄存器。
DRW:在T3上升沿写入RD1-RD0指定寄存器。
LDC:当它为1时,在T3的上升沿将运算得到的进位保存到C标志寄存器。
LDZ:当它为1是,如果运算结果为0,在T3的上升沿,将1写入到Z标志寄存器中;如果运算结果不为0,将0保存在Z标志寄存器中。
ABUS:当它为1时,将开关数据送数据总线DBUS;当它为0时,禁止开关数据送数据总线DBUS。
DBUS:当它为1时,将运算结果送数据总线DBUS;当它为0时,禁止运算结果送数据总线DBUS。
D7-D0:数据总线DBUS上的数据。
A7-A0:ALUA端口数据。
B7-B0:ALUB端口数据。
在每个操作步骤中,并不是所有端口数据都会被用到,比如说开关设置拨数R0时不需用到LDC、LDZ等信号。
(4)在做加法运算时,若两数相加有进位,C标志输出1还是0?
答:若两数相加有进位,C标志输出1。
(5)在做减法运算时,若两数相减不够减,C标志输出1还是0?请分析原因,并举例说明之。
答:若两数相减不够减,C标志输出0。在减法运算中不够减自然也没产生借位,所以C标志为0。03H-05H不够减,输出结果中C标志输出0。

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物联沃-IOTWORD物联网 » 计算机组成与结构实验一《运算器组成》

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